Диаметры труб для отопления частного дома

Проектирование и монтаж системы отопления является необходимым этапом строительства жилья. Подбирая диаметр труб и решая вопрос с их пропускной способностью, необходимо учитывать рекомендуемую специалистами скорость теплоносителя в системе.

Однотрубные системы

В однотрубных системах отопления теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам.

Создавая отопление частного дома своими руками, проще всего обустроить однотрубную систему отопления. Она обладает множеством преимуществ, например, экономичностью использования материалов. Здесь мы можем неплохо сэкономить на трубах и добиться доставки тепла в каждое помещение. Однотрубная система отопления предусматривает последовательную доставку теплоносителя в каждую батарею. То есть теплоноситель покидает котел, заходит в одну батарею, потом в другую, потом в третью, и так далее.

Что происходит в последней батарее? Достигнув конца отопительной системы, теплоноситель разворачивается и отправляется обратно в котел по цельной трубе. В чем заключаются основные преимущества подобной схемы?

  • Легкость в монтаже – нужно последовательно провести теплоноситель по батареям и вернуть его обратно.
  • Минимальный расход материалов – это самая простая и дешевая схема.
  • Низкое расположение труб отопления – их можно смонтировать по уровню пола или вовсе опустить под полы (это можно увеличить гидравлическое сопротивление и потребовать применения циркуляционного насоса).

Присутствуют и некоторые недостатки, с которыми приходится мириться:

  • ограниченная длина горизонтального участка – не более 30 метров;
  • чем дальше от котла, тем холоднее радиаторы.

Впрочем, есть некоторые технические ухищрения, которые позволяют нивелировать эти недостатки. Например, с длиной горизонтальных участков можно справиться установкой циркуляционного насоса. Он же поможет сделать последние радиаторы более теплыми. Компенсировать падение температуры помогут и перемычки-байпасы на каждом из радиаторов. Давайте теперь обсудим отдельные разновидности однотрубных систем.

С чего начать

Скорее всего, вам не обойтись без помощи профессионалов, их знаний и умений.

Этих людей не только можно вовлекать в процесс, но и нужно.

А вот, в каком контексте они будут выступать, выбор за хозяином дома.

Здесь есть несколько вариантов:

  • наемные рабочие производят весь набор мероприятий или только какую-то определенную часть работы.

Имеет место еще один вариант: мастера могут исполнять роль консультантов, а основные действия вы будете осуществлять, собственноручно.

О чем мы мечтаем в первую очередь, начиная строительство частного дома? Конечно же, о красоте, тепле и уюте.

Для того, чтобы особняк стал воплощением нашей мечты, все нужно продумать — пункт за пунктом. Впрочем, все заботы могут оказаться бессмысленными, если в помещении будет довольно низкая температура.

Какой диаметр трубы выбрать для отопления частного дома?

Труба из полипропилена для отопления.

Одним из основных моментов при проектировании системы теплоснабжения является определение диаметра труб для отопления. От правильности расчета во многом зависит эффективность работы обогревательных элементов. Если сечение магистралей меньше оптимального, в доме будет прохладно. Слишком большой диаметр увеличивает расход энергоносителя, снижая экономичность использования отопительного оборудования.

Обоснование необходимости расчета

При составлении схемы теплоснабжения инженеры ставят перед собой две основные задачи:

  1. избежать потерь тепла
  2. уменьшить расход энергии

Неудачно спроектированные контуры отопления приводят к перерасходу топлива. В доме при этом далеко не всегда удается достичь комфортной температуры.

Выбор труб зависит не только от их физических и химических параметров. Очень важную роль играет и диаметр магистралей. Он напрямую влияет на гидродинамику системы, от которой и зависит уровень обеспечения теплом. Бытующее мнение о том, что большой диаметр трубы наиболее оптимален, ошибочно. Довольно часто из-за этого давление в системе падает, и радиаторы попросту не могут обогреть помещение.

Параметры труб

Перед тем как решить, какой диаметр трубы выбрать для отопления, необходимо обратить внимание на материал изготовления. Ведь маркировки стальных и чугунных труб обозначают внутренний диаметр, а из меди и пластика — наружный. Незначительный нюанс играет очень большую роль при выполнении расчетов.

Основные характеристики магистралей, которые учитывают при планировании:

Армирующий алюминиевый слой

Определить сечение трубы для конкретного помещения не так уж сложно. Предварительно его можно рассчитать, взяв за основу тепловую нагрузку. Показатель статичен и общепринят на уровне 100 Вт на квадратный метр площади. Из этого следует, что для обогрева комнаты в 24 квадратных метра необходимо 2,4 кВт энергии. Подачу нужного количество теплоносителя сможет обеспечить труба диаметром ½ дюйма.

Читайте также:  Как утеплить кирпичный дом снаружи: виды утепления

Результаты подбирают из специально составленных таблиц:

Как правильно подобрать нужный диаметр полипропиленовой трубы для отопления

Если задача по организации системы отопления возникла в частном доме или коттедже, то решать этот вопрос необходимо, принимая во внимание то обстоятельство, что диаметр будет постоянен лишь при условии, что будет производиться прямое подключение к центральной системе отопления. Если речь идет об использовании автономной системы, то в этом случае допускается применять трубы любого размера. Здесь окончательное решение должен принять сам владелец дома.

При подборе заготовок, обладающих подходящими характеристиками, в обязательном порядке должны быть приняты во внимание все нюансы. В первую очередь это касается ситуации, когда в доме используется естественная система отопления, в которой определяющая роль не будет отводиться сечению и мощности насоса. Подобную особенность принято считать одним из преимуществ этой отопительной системы.

Из минусов подобной системы следует выделить небольшой радиус действия, а также высокие расходы на приобретение элементов большего диаметра, которые придется использовать в подобной ситуации.

Чтобы система работала наиболее эффективно, владельцу следует позаботиться о поддержании оптимального уровня давления. Только при выполнении этого условия можно добиться того, что циркулирующий теплоноситель сможет спокойно миновать любые препятствия на своем пути. Говоря о подобных барьерах, в первую очередь, подразумевается ситуация с трением жидкости о стенки отвода или крана нагревательного прибора.

Необходимо отметить, что длина и диаметр элементов трубопроводов непосредственным образом влияют на сопротивление и скорость перемещения жидкости. Если теплоноситель будет течь довольно быстро, а трубы будут отличаться маленьким сечением и значительной протяженностью, то это приведет к увеличению сопротивления на пути воды.

Выбор отопительного котла

Водяное отопление по одноконтурной схеме предполагает проводить одну трубу, и такую небольшую нагрузку можно поддерживать котлом любого типа – электрическим, газовым, твердо- или жидкотопливным, комбинированным агрегатом. Поэтому выбор котла чаще всего зависит от доступности того или иного вида топлива в конкретном регионе.

Выбор отопительного котла

Без подведенного газа из центрального газопровода проще и дешевле будет сделать отопление в частном доме на твердом топливе – дровах, угле, пеллетах.

Электрический котел отопления – крайняя мера, при условии отсутствия газа или места для хранения большого объема дров или угля.

Выбор отопительного котла

Геотермальные котлы и источники энергии на солнечных батареях мы пока не рассматриваем в силу их редкого использования и дороговизны приобретения и монтажа.

Выбрав котле, необходимо определиться с его тепловой мощностью. Стандартная формула расчета – на 10 м2 отапливаемой площади нужно потратить 1 kW тепловой энергии. Дальше все просто: для расчета общей мощности котла необходимо перемножить длину и ширину здания, разделить результат на 10, умножить новый результат на 1 kW.

Выбор отопительного котла

Пример: при габаритах дома 9 х 12 метров тепловую мощность котла получим так: ((12 х 9) / 10) х 1 kW = 10,8 kW. Но это – не окончательные цифры: к нашим 10,8 kW прибавьте до 20% запаса, когда котел отопления дома вынужден работать длительное время на полную мощность – при низких температурах или пристроенном помещении, которое раньше не входил в расчеты мощности. Конечный результат -12-14 kW.

Важно: Существует один небольшой нюанс, на который мало кто обращает внимание — в каком направлении будет перемещаться теплоноситель. Это будет видно на самом котле – вправо или влево смотрят входной (обратка) и выходной (подача) патрубки. Требуемое направление подключения определяется на месте установки котла своими руками, и никак иначе.

Схемы разводки

Если решено использовать однотрубную систему отопления Ленинградка, то схемы разводки могут быть разными. Каждая технологическая схема разводки имеет свои преимущества и недостатки, а также особенности.

Вертикальная схема

Вертикальная разводка отопления Ленинградка в частном доме подходит для двухэтажных построек небольшой площади. Такие разводки бывают открытыми и закрытыми, а циркуляция теплового носителя бывает принудительной или гравитационной.

Рекомендуем к прочтению:Плинтусное отопление, монтаж водяных и электрических радиаторов

Реализовать вертикальную схему сложнее, потому что трубопроводы нужно прокладывать вдоль стен под потолком с соблюдением необходимого уклона. Нагретая жидкость попадает из котла в расширительный бак, а далее под давлением движется по трубам к отопительным приборам. Для правильной и эффективной работы всей системы важно установить котел ниже уровня батарей.

На заметку! Чтобы приборы отопления можно было ремонтировать без остановки работы всей системы, они устанавливаются на байпасах с шаровыми кранами и игольчатыми клапанами.

Горизонтальная схема

В одноэтажных постройках и отдельных помещениях небольшой площади используется горизонтальная схема однотрубной системы отопления Ленинградка. Все радиаторы монтируются в одном уровне вдоль стен по периметру помещения.

Схемы разводки

Как правило, это схемы с принудительной циркуляцией, поэтому в контуре используется следующее оборудование:

  • циркуляционный насос, установленный на обратном трубопроводе;
  • нагревательный котел (агрегат подключают к системе подачи воды и канализации);
  • расширительная емкость открытого типа с патрубком для слива воды при закипании и спуска воздуха;
  • отопительные приборы с кранами Маевского;
  • трубы для подачи нагретого теплоносителя и отведения остывшего;
  • фильтры для очищения теплового носителя перед его поступлением в котел;
  • краны для слива воды или антифриза из системы либо для ее заполнения.
Читайте также:  Какие камни для бани лучше выбрать: обзор видов камней + рекомендации опытных банщиков

При использовании расширительного бака закрытой разновидности кроме перечисленного оборудования понадобится воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан. Такие системы называют закрытыми.

Самотек и использование насоса

Отдельно рассмотрим системы отопления Ленинградка в частном доме от газового котла с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. В первом случае для циркуляции жидкости используется насосное оборудование, а во втором – ток жидкости происходит самотеком за счет уклона труб и гравитации.

Сравнив эти две системы, можно сделать следующие выводы:

  1. Чтобы тепловой носитель нормально циркулировал самотеком, важно правильно подобрать диаметр трубопровода, рассчитать угол наклона и его протяженность.
  2. Контуры с естественной циркуляцией применяют только в одноэтажных домах с небольшой площадью.
  3. В сетях с принудительным током можно применять трубопроводы меньшего сечения. Это позволяет сэкономить на разводке. Более того трубы меньшего сечения лучше смотрятся в интерьере.
  4. В контурах с самотечной циркуляцией нагревательный котел устанавливается ниже уровня отопительных приборов, поэтому в доме должен быть подвал или цокольный этаж. А расширительный бак должен быть установлен в наивысшей точке контура, то есть на чердаке, который нужно хорошо утеплить, чтобы жидкость не замерзла. Разводки с принудительным током не имеют всех этих недостатков.
  5. Если гравитационная система используется в двухэтажном доме, то на втором этаже радиаторы греются сильнее, поэтому для повышения теплоотдачи приборов на первом этаже в них устанавливают больше секций.
  6. Самотечные системы не применяют в домах сезонного проживания и постройках с мансардами. В первом случае система будет замерзать, а во втором – просто нет места для установки расширительного бака.

Подключение радиаторов отопления при лучевой разводке.

Каким образом подключить радиаторы отопления при лучевой разводке? Здесь вариантов много. Кто-то говорит, что лучше всего применять диагональное подключение, и только в этом случае прогрев будет равномерный. Кто-то сторонник нижнего подключения. Можно и сбоку.

Подключение радиаторов отопления при лучевой разводке.

При лучевой разводке подключение радиаторов отопления лучше всего сделать снизу. Это более эстетично с точки зрения внешнего вида. К тому же при такой схеме подключения равномерность циркуляции теплоносителя легко добиться с помощью балансировочных клапанов на коллекторах.

Подключение радиаторов отопления при лучевой разводке.

А лучше всего приобрести радиаторы именно с нижними выходами для подключения. Тогда выход из стены будет вообще не виден. А при использовании мультифлексных групп эта задача становится самой простой при монтажных работах.

Подключение радиаторов отопления при лучевой разводке.

Определяем длину трубок из нержавейки

Подключаем их к трубам

Устанавливаем радиатор

Подключение радиаторов отопления при лучевой разводке.

При разводке труб следует сделать небольшой изгиб, для компенсации линейного расширения трубы. А на всех углах следует использовать фиксаторы поворота.

Подключение радиаторов отопления при лучевой разводке.

Изгиб труб при подходе к радиатору для компенсации линейного удлинения

Расчет диаметра трубы по расходу воды

Определяем правильно расход воды

Чтобы определить диаметр трубы по расходу проходящей жидкости, понадобятся значения истинного потребления воды с учетом всех сантехнических приборов: ванны, кухонного смесителя, стиральной машины, унитаза. Рассчитывается каждый отдельный участок водопровода по формуле:

где qc – значение потребляемой воды каждым прибором;

q0 – нормируемая величина, которая определяется по СНиП. Принимаем для ванны – 0,25, для кухонного смесителя 0,12, для унитаза -0,1;

а – коэффициент, учитывающий возможность одновременной работы сантехнических приборов в помещении. Зависит от значения вероятности и количества потребителей.

На участках магистрали, где совмещаются потоки воды для кухни и ванны, для унитаза и ванны и т.д., в формулу добавляется значение вероятности. То есть возможности одновременной работы кухонного смесителя, крана в ванной, унитаза и других приборов.

Вероятность определяется по формуле:

Р = qhr µ × u/q0 × 3600 × N,

где N – число потребителей воды (приборов);

qhr µ – максимальный часовой расход воды, который можно принять по СНиП. Выбираем для холодной воды qhr µ =5,6 л/с, общий расход 15,6 л/с;

u – количество человек, использующих сантехнику.

Пример расчета расхода воды:

В двухэтажном доме имеется 1 ванная, 1 кухня с установленными стиральной и посудомоечной машиной, душевая кабина, 1 унитаз. В доме живет семья из 5 человек. Алгоритм расчета:

  1. Рассчитываем вероятность Р = 5,6 × 5/0,25 × 3600 × 6=0,00518.
  2. Тогда расход воды для ванной составит qc = 5× 0,25 ×0,00518=0,006475 л/с.
  3. Для кухни qc = 5× 0,12 ×0,00518=0,0031 л/с.
  4. Для туалета qc = 5× 0,1 ×0,00518=0,00259 л/с.

Рассчитываем диаметр трубы

Существует прямая зависимость диаметра от объема перетекающей жидкости, которая выражается формулой:

где Q – расход воды, м3/с;

d – диаметр трубопровода, м;

w – скорость потока, м/с.

Преобразовав формулу, можно выделить значение диаметра трубопровода, который будет соответствовать потребляемому объему воды:

Юлия Петриченко, эксперт

Скорость потока воды можно принять по таблице 2. Существует более сложный метод расчета скорости потока – с учетом потерь и коэффициента гидравлического трения. Это довольно объемный расчет, но в итоге позволяющий получить точное значение, в отличие от табличного метода.

Читайте также:  Как выбрать терморегулятор для электрического котла

Таблица 2. Скорость потока жидкости в трубопроводе в зависимости от ее характеристики

Перекачиваемая среда Оптимальная скорость в трубопроводе, м/с
ЖИДКОСТИ Движение самотеком:
Вязкие жидкости 0,1-0,5
Маловязкие жидкости 0,5-1
Перекачиваемые насосом:
Всасывающий трубопровод 0,8-2
Нагнетательный трубопровод 1,5-3
ГАЗЫ Естественная тяга 2-4
Малое давление (вентиляторы) 4-15
Большое давление (компрессор) 15-25
ПАРЫ Перегретые 30-50
Насыщенные пары при давлении
Более 105 Па 15-25
(1-0,5)*105 Па 20-40
(0,5-0,2)*105 Па 40-60
(0,2-0,05)*105 Па 60-75

Пример: Рассчитаем диаметр трубы для ванной, кухни и туалета, исходя из полученных значений расхода воды. Выбираем из таблицы 2 значение скорости потока воды в напорном водопроводе – 3 м/с.

Тогда диаметр трубопровода определяется:

для ванной d = √(4*0,006475/3,14*3)=0,052 м

для туалета d = √(4*0,00259/3,14*3)=0,033 м

для кухни d = √(4*0,0031/3,14*3)=0,036 м

Как спрятать трубы

При возведении отопительных контуров многие собственники думают о том, как спрятать трубы отопления в частном доме. Эту задачу можно решить разными способами.

Чаще всего для скрытой установки каналов прибегают к:

  • использованию декорированных конструкций;
  • закрытию каналов под гипсокартоном;
  • скрытию изделий под панелями подвесных потолков;
  • монтажу под фальш-полом;
  • скрытию конструкций в стенах здания.

Выбор метода зависит от множества факторов. Желательно проконсультироваться со специалистами по решению данной проблемы. Необходимо учитывать множество деталей. В том числе, материалы из которых сделано здание. Это может быть кирпич, газобетон и т. д.

Двухтрубный контур в частном доме

Для начала немного обобщим. Возьмём для примера расчет диаметра труб из полипропилена для отопления в частном доме. В основном для контура применяют изделия сечением 25 мм, а отводы к радиаторам ставят 20 мм. Благодаря тому, что размер труб для отопления в частном доме, использованных в качестве патрубков к батареям меньше, происходят следующие процессы:

  • скорость теплоносителя растет;
  • улучшается циркуляция в радиаторе ;
  • батарея прогревается равномерно, что важно при нижнем подключении.

Также возможны комбинации диаметра основного контура 20 мм и отводов 16 мм.

Чтобы убедиться в вышеуказанных данных, можно провести расчет диаметра труб для отопления частного дома самостоятельно. Для этого потребуются следующие значения:

Зная количество отапливаемых квадратных метров, мы можем рассчитать мощность котла и какой диаметр трубы выбрать для отопления. Чем мощнее нагреватель, тем большего сечения изделия можно использовать с ним в тандеме. Для обогрева одного квадратного метра помещения потребуется 0,1 кВт мощности котла. Данные справедливы если потолки составляют стандартные 2,5 м;

Показатель зависит от региона и утепления стен. Суть в том, что чем больше теплопотери, тем мощнее должен быть нагреватель. Чтобы обойти сложные вычисления, которые в приблизительном расчете неуместны, просто нужно добавить 20% к мощности котла, рассчитанной выше;

  • скорость воды в контуре.

Допускается скорость теплоносителя в диапазоне от 0,2 до 1,5 м/с. При этом в большинстве расчетов диаметра труб для отопления с принудительной циркуляцией принято брать среднее значение в 0,6 м/с. При такой скорости исключается появление шума от трения теплоносителя об стенки;

  • насколько остывает теплоноситель.

Для этого от температуры подачи отнимают температуру обратки. Естественно, точных данных вы не можете знать, тем более что находитесь на этапе проектирования. Поэтому оперируйте средними данными, которые составляют 80 и 60 градусов, соответственно. Исходя из этого, теплопотери составляют 20 градусов.

Теперь сам расчет как подобрать диаметр трубы для отопления. Для этого возьмем формулу, в которой изначально есть две постоянные величины, сумма которых составляет 304,44.

Условный проход контура, возведённый в квадрат = 304,44 х (квадратура помещения х 0,1 кВт + 20%) / теплопотери теплоносителя / скорость потока.

Последнее действие – это извлечение корня квадратного из полученного результата. Для наглядности посчитаем, какого диаметра трубы использовать для отопления частного дома с одним этажом площадью 120 м 2 :

304,44 х (120 х 0,1 + 20%) / 20 / 0,6 = 368,328

Теперь вычислим корень квадратный из 368,328, что равно 19,11 мм. Перед тем как выбрать диаметр трубы для отопления, еще раз делаем акцент на том, что это так называемый условный проход. У изделий из разного материала отличается толщина стенок. Так, например, у полипропилена стенки толще, чем у металлопластика. Раз уж мы в качестве образца вяли полипропиленовый контур, продолжим рассматривать этот материал. В маркировке этих изделий указывается наружное сечение и толщина стенок. Методом отнимания узнаем нужную нам величину и подбираем в магазине.

Соотношение наружного и внутреннего диаметра полипропиленовых труб

Для удобства воспользуемся таблицей.

По результатам таблицы можно сделать вывод:

  • если достаточно номинального давления в 10 атмосфер, то подходит наружное сечение трубы для отопления в 25 мм;
  • если требуется номинальное давление в 20 или 25 атмосфер, то 32 мм.